Warum eiert ein Kreisel stets in die Richtung, in der er rotiert?

(Diese Frage hat Ludwig Manz aus Reichenbach gestellt.)

Kreisel faszinieren die Menschen seit vielen Jahrtausenden - sei es in Kinderzimmern oder in physikalischen Labors. Dabei kann prinzipiell jeder rotierende Körper als Kreisel bezeichnet werden. Und solche rotierenden Körper haben eine hervorstechende, sehr charakteristische Eigenschaft: Sie tendieren dazu, ihre Richtung beizube- halten. In der Physik nennt man das den Drehimpuls. Dieser wird auch als physikalische Erhaltungsgröße bezeichnet, weil er eben die Drehrichtung des Kreisels erhält. Dieser Drehimpuls wohnt aber auch zum Beispiel den Planeten unseres Sonnensystems, den Atomkernen oder einer geworfenen Diskusscheibe inne.

So unterschiedlich die Sache an sich, das physikalische Phänomen ist jedesmal das Gleiche. Ein Kreisel kann demnach nicht seine einmal eingenommene Drehrichtung ändern, es sei denn, eine von außen kommende Kraft wirkt auf ihn ein. Ob der Kreisel eiert, spielt dabei keine Rolle. Er wird auch dann seine Drehrichtung beibehalten. Also auch bei der eiernden, langsamen Drehung, die die schnelle, den Kreisel auf der Spitze haltende Rotation überlagert.

Es gibt jedoch zwei Kreiseltypen, die ihre Drehrichtung ändern. Wackelhölzer (auch keltische Wackelsteine genannt) sind 10 bis 15 Zentimeter lang und haben eine gewölbte Unterseite mit nicht ganz achsensymmetrischem Profil. Dreht man sie in eine Richtung, rotieren sie normal und sehr gleichmäßig. In die andere Richtung in Bewegung versetzt, halten sie bald dank eines die Drehung überlagernden Wackelimpulses von allein an, wackeln noch ein wenig weiter und wechseln dann in die "bevorzugte" Richtung.

Ähnliches passiert bei einem Stehaufkreisel (auch Wendekreisel genannt). Der hat einen kleinen Stiel und sieht daher aus wie ein Pilz. Dreht man den Stiel, rotiert der Kreisel zunächst, kippt schließlich um, richtet sich aber wieder auf und dreht sich auf dem Stiel weiter. Scheinbar behält er dabei die gleiche Richtung. Dies ist aber eine Täuschung. Da der Kreisel sich um 180 Grad gedreht hat, hat sich auch seine Drehrichtung umgekehrt. (kaip/tk)

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